Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung einer
Bezugsposition eines Gegenstands, welcher Dimensionsschwankun
gen innerhalb eines Toleranzbereichs aufweist und Halten der
Bezugsposition während der Gegenstand, der für die Erzeugung
der Bezugsposition maßgeblich ist, bearbeitet wird. Insbe
sondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vor
richtung zur Einwirkung auf ein rahmenartiges bzw. karosse
rieartiges Teil, wie etwa ein Teil eines Kraftfahrzeugs und
einen Körper eines Kraftfahrzeugs, wobei zuvor bestimmte
variable Bezugsflächen durch die Vorrichtung zur Einstel
lung einer Bezugsposition ermittelt werden. Die Vorrich
tung nimmt dann die Bezugsposition in bezug und die Bear
beitung des Automobilteils oder Automobilkörpers kann in
Abhängigkeit von der Bezugsposition erfolgen.
Nach dem US-Patent 45 89 199 wird zur Montage einer Tür
an einer Automobilkarosserie eine Einspannvorrichtung
verwendet, welche auf einem Verschiebetisch gelagert
ist, der benachbart einer Fertigungsstraße für das
Kraftfahrzeug positioniert ist und die Automobilteile,
wie etwa einen noch unvollständigen Automobilkörper,
aufnimmt. Die in der US-Patentschrift 45 89 199 beschrie
bene Vorrichtung dient zur Installation einer Kraftfahr
zeugtüre an vorbestimmten Befestigungspunkten, die be
reits auf dem Automobilrahmen vorgesehen bzw. eingestellt
wurden. Der Einspannrahmen kann sich von vorne nach hin
ten längs des Automobilaufbaus bewegen. Die Bewegung
wird ferner durch einen in drei Koordinatenrichtungen
arbeitenden Robotermechanismus erweitert, welcher
bezüglich Breite, Länge sowie Höhe des Rahmens des
Kraftfahrzeuges bewegbar ist.
Dieser Robotermechanismus ist auf einem Verschiebetisch
vorgesehen, welcher einen ersten in Längsrichtung des
Kraftfahrzeuges beweglichen Rahmen, einen zweiten auf
dem ersten Rahmen vorgesehenen und in Richtung der
Breite des Fahrzeugs bewegbaren Rahmen sowie einen
dritten beweglichen Rahmen aufweist, welcher auf dem
zweiten beweglichen Rahmen vorgesehen ist und in Rich
tung der Höhe des Automobils bzw. des Automobilrahmens
bewegbar ist.
Der Robotermechanismus kann zusätzlich einen Türaufbau
aufnehmen und in die richtige Einbaustellung bezüglich
des Rahmens bzw. der Karosserie des Kraftfahrzeuges
bewegen. Um Schwankungen der Position der Türbefesti
gungspunkte an der Karosserie zu kompensieren, wird
ein Fühler in Eingriff mit dem Türbefestigungspunkt
an der Karosserie des Kraftfahrzeuges bewegt. Falls der
Fühler eine Änderung der Position des Türbefestigungs
punktes ermittelt, im Vergleich zu der Stellung, wo
sich dieser Punkt befinden sollte, wird diese Verände
rung über elektrische Einrichtungen dem Roboter
mechanismus mitgeteilt, so daß eine Kompensation mög
lich ist, wenn die Tür in eine Befestigungsposition
bewegt wird.
Obgleich bei der oben beschriebenen Vorrichtung Änderun
gen der Karosserie bzw. des Rahmens des Kraftfahrzeuges
während des Einbaus einer Tür berücksichtigt werden,
muß die Änderung gegenüber dem normalen Befestigungs
punkt zuerst festgestellt werden und die eigentliche
Aufgabe, den Türaufbau in eine annehmbare Befestigungs
stelle zu schwenken, kann erst dann vorgenommen werden,
wenn der Fühler in und außer Eingriff mit dem Rahmen
bzw. der Karosserie des Kraftfahrzeuges bewegt wurde.
Dann muß auch ein normaler Bezugspunkt auf der Ferti
gungsstraße, dem Automobilrahmen oder beiden
etabliert werden, so daß der Fühler die Abänderung
richtig berechnen kann, so eine vorhanden ist, und diese
Abänderung auf die Positionierungseinrichtung der Vor
richtung für die drei Koordinatenachsen geben kann.
In der US-Patentschrift 40 86 522 ist ein programmierba
rer Manipulator beschrieben und dargestellt. Diese Vor
richtung wird zur Ausführung von Schweißarbeiten wäh
rend des Zusammenbaus eines Karosserierahmens eines
Kraftfahrzeuges verwendet. Der Manipulator arbeitet
in Übereinstimmung mit einem komplexen elektrischen
Programm mit großen Speicherungskapazitäten zur Spei
cherung einer Reihe von statischen Arbeitsstellungen,
die aus einem feststehenden Werkstück ermittelt wurden.
Die im Computer gespeicherte Information wird dann als
Vergleichsbasis verwendet, wenn der Manipulator zur Mon
tage eines Kraftfahrzeuges in einer Fertigungsstraße
eingesetzt wird.
Da die in der US-Patentschrift 40 86 522 beschriebene
Manipulatorvorrichtung ihre Bewegung in Übereinstimmung
mit einem intern gespeicherten Memory-Programm ausführt,
ist es sehr schwer, präzise die Lokalisierung des
durch den Arm des Manipulators gehaltenen Werkzeugs zu
kontrollieren. Schwankungen von Abmessungen von Karosse
rien oder Rahmen von Kraftfahrzeugen stellen jedoch ein
Faktum dar. Sobald sich die Abmessungen außerhalb des
Bereichs von vorbestimmten Änderungen bewegen, muß
Zeit zur Reprogrammierung des Gedächtnisses der Mani
pulatorvorrichtung verwendet werden, so daß dann die
korrekte Bearbeitung am Förderband erfolgen kann. Ein
derartiger Vorgang einer neuen Einstellung bzw. Nachkali
brierung ist jedoch teuer und zeitaufwendig. Ferner
muß das Förderband gestoppt werden, bis die neue Pro
grammierung bewerkstelligt ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Fest
legung einer Bezugsposition an einem Gegenstand zu
schaffen, so daß dann die Bearbeitung des Gegenstands
unter Berücksichtigung dieses Bezugspunktes erfolgen
kann. Insbesondere soll die Festlegung einer relativ
ungenau lokalisierten Bezugstellung von einem Gegenstand,
der für eine Montage verwendet werden soll, ermöglicht
sein. Die Vorrichtung soll ferner einfach aufgebaut
und bedienbar sein, sowie eine schnelle Festlegung eines
räumlichen Bezugspunktes ermöglichen. Ferner soll die
Bearbeitung des Gegenstands an einem Ort ausführbar sein,
der von der Bezugsposition entfernt, jedoch in Abhängig
keit von dieser ist. Die Vorrichtung soll sich schließ
lich durch eine lange Lebensdauer und einfache Wartung
auszeichnen. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung
soll die Vorrichtung eine gegebene Bezugsposition
gegenüber dieser Position wählen und einstellen und
relativ hierzu eine Bezugsstellung aufrechterhalten,
während am Fahrzeugrahmen die Bearbeitung durchgeführt
wird. Ein weiterer Aspekt ist darin zu sehen, daß eine
Anzahl von Bezugspositionen an einem Rahmen, einer
Karosserie oder einem sonstigen Teil eines Kraftfahr
zeugs gelegt werden soll, um eine Bezugsposition zu
erhalten, in deren Abhängigkeit die Bearbeitung des
Werkzeugs vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn
zeichnenden Teil der nebengeordneten Patentansprüche
enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Weiter
bildungen durch die Merkmale in den abhängigen Unter
ansprüchen gekennzeichnet sind.
Nach Maßgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Ein
stellung einer Bezugsposition eines Gegenstands vorge
sehen, welche Abmessungsänderungen bzw. Abmessungs
schwankungen innerhalb eines Toleranzbereiches hat.
Die Vorrichtung wird dann bezüglich dieser Bezugs
stellung unbeweglich gehalten, so daß dann der Gegenstand
in bezug auf diese Bezugsstellung bearbeitet werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen feststehen
den Grundrahmen, der auf einem Boden benachbart einer
Fertigungsstraße angeordnet ist, eine beweglich am
Grundrahmen befestigte Transferplattform, so daß diese
Transferplattform in einer horizontalen Richtung gegen
über dem fest angeordneten Grundrahmen bewegbar ist,
einen an der Transferplattform befestigten Stützrahmen,
welcher in einer horizontalen Richtung senkrecht zur
Bewegungsrichtung der Transferplattform bewegbar ist,
einen vertikalen Schlitten, der am Stützrahmen beweg
lich befestigt und in Vertikalrichtung bewegbar ist,
fluidbetätigte Positionier- und Lokalisierungsglieder,
welche an der Vorrichtung befestigt sind, um die hori
zontalen und vertikalen Bewegungen der Vorrichtung fest
zulegen sowie eine Anzahl von Fühlern, die an der Vor
richtung befestigt sind, um voreingestellte variable
Bezugsflächen zu lokalisieren, aus denen die Bezugs
position ermittelt bzw. eingestellt wird.
Ferner umfaßt die Erfindung ein an der Vorrichtung be
festigtes Werkzeug, so daß der Gegenstand abhängig von
der eingestellten Bezugsposition bearbeitet werden
kann. Ferner können nach der Erfindung ein oder meh
rere Bezugspositionen eingestellt werden, bedingt durch
Schwankungen von Abmessungen des Gegenstands, der hier
bei weiter bearbeitet werden soll. Ferner kann nach
der Erfindung die Bearbeitung des Gegenstands an einer
Stelle entfernt von einer Anzahl von unabhängig einge
stellten Bezugspositionen erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch einen
einfachen und zuverlässigen, weitgehend wartungsfreien
Aufbau mit langer Lebensdauer aus, wobei die Einstellung
in außerordentlich schneller und zuverlässiger Weise
vorgenommen werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist nach einer weiteren Ausgestaltung ein Arbeitswerk
zeug bzw. einen Werkzeugaufbau auf, der abhängig von der
Bezugslage arbeitet, die durch die Vorrichtung lokali
siert und über ein ausreichendes Zeitintervall eingehal
ten wird, so daß das Werkzeug entsprechend den Gegenstand
bearbeiten kann und danach aus der Nähe des Gegenstands
weggefahren wird.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vor
richtung,
Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung, die strich
punktiert den Werkzeugaufbau an der rechten Seite
der Vorrichtung zeigt,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung zur Darstellung
eines Teils eines Rahmens eines Kraftfahrzeugs,
wobei der Grad der Bewegung der Vorrichtung durch
strichpunktierte Linien dargestellt ist,
Fig. 4 eine Draufsicht der Vorrichtung nach den Fig. 1
bis 3 zur Darstellung eines Ausgleichsgewichts,
Fig. 5 eine perspektivische Teilansicht eines Teils eines
Kraftfahrzeugrahmens zur Darstellung typischer Re
ferenzpunkte auf den Rahmenflächen,
Fig. 6 eine Ansicht längs der Linie 6-6 von Fig. 5 in ver
größerter Darstellung zur Darstellung von zwei Be
arbeitungspunkten am Automobilrahmen bzw. der
Karosserie eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 7 eine Ansicht längs der Linien 7-7 von Fig. 5 und zwar
im Schnitt sowie
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines
Kraftfahrzeugs während der Bearbeitung durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung.
In den Fig. 1 bis 8 ist eine Vorrichtung zur Einstellung
einer Bezugsgröße eines ungenau positionierten Fahrzeug
rahmens dargestellt. In Fig. 1 ist die Vorrichtung allge
mein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Vorrich
tung 10 weist einen Grundrahmen 11 mit einer im wesent
lichen ebenen Deckplatte 12 auf. Die planare Deckplatte 12
ist in horizontaler Stellung angeordnet und über vertikal
ausgerichtete Stützfüße 13 gelagert. Die Stützfüße 13 ge
hen an ihrem unteren Ende in Stützklötze 14 über. Zur
Erzielung eines stabilen und relativ unbeweglichen Auf
baus sind die Stützklötze 14 mit dem Boden 15 durch ge
eignet ausgebildete Befestigungsglieder 16 verankert.
Ein Paar von Gleitschienen oder Führungsbahnen 17, die par
allel zueinander verlaufen, sind an einer oberen Fläche 18
der Deckplatte 12 befestigt. Die Führungsschienen 17
können in geeigneter Weise auf der Deckplatte 12 befestigt
sein, wie etwa durch Schweißen oder geeignete Befestigungs
glieder, wie etwa Bolzen. Die Führungsschienen 17 sind
deutlich aus Fig. 2 ersichtlich.
Eine Transferplattform 20 ist oberhalb und mit Abstand
zur planaren Deckplatte 12 des Grundaufbaus 11 angeord
net. Die Plattform 20 besitzt eine Anzahl von Lager
klötzen 21, die auf der Bodenseite der Platte angeordnet
sind. Die Lagerklötze 21 sind zu mit Abstand angeord
neten Paaren angeordnet und jedes Paar von Lagerklötzen
21 ist derart positioniert, daß es mit einer der Führungs
schienen 17 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist die
Transferplattform 20 horizontal bewegbar, d.h. im we
sentlichen parallel zur ebenen Deckplatte 12 des Grund
rahmens 11. Die Horizontalbewegung der Transferplatt
form 20 ist im folgenden jeweils die horizontale Be
wegung, die senkrecht zur Richtung der Bahn einer Fer
tigungsstraße für Kraftfahrzeuge verläuft.
Die Transferplattform 20 ist gegenüber der Deckplatte 12
durch ein fluidbetätigtes Kolbengetriebe 25 bewegbar.
Das Gehäuse des Kolbengetriebes 25 ist fest auf der obe
ren Fläche 18 der Deckplatte 12 montiert. Das Ende
einer Kolbenstange 26 ist an einer Positionierungsstange
27 befestigt, die ihrerseits zum Teil zwischen Arbeits
stützen 28 und 30 bekannter Bauart aufgehängt ist, bei
spielsweise Hytec Hydraulic Work Support No. 100 226.
Das Kolbengetriebe 25 hat an beiden Seiten des Kolbens
Fluidaustrittsleitungen, so daß der Kolben oder die
Kolbenstange gegenüber dem Gehäuse des Kolbengetriebes
ausgefahren oder eingefahren werden kann. Auf diese
Weise ist sichergestellt, daß die Transferplattform 20
in einer horizontalen Richtung längs des Paars von Füh
rungsschienen 17 unter dem Einfluß des Kolbengetrie
bes hin- und herbewegbar ist.
Die Transferplattform 20 ist im wesentlichen planar
sowie rechteckförmig ausgebildet und enthält zusätzlich
zu den Lagerklötzen 21 an ihrer Bodenseite einen zwei
ten Satz von Führungsschienen 23, die an der oberen
Fläche mittels geeigneter Befestigungsmittel befestigt
sind. Die Führungsschienen 23 sind parallel zueinander
sowie senkrecht zu den Führungsschienen 17 ausgerichtet,
auf denen die Lagerklötze 21 sich bewegen.
Entsprechend den Fig. 2 und 3 ist zwischen der Deck
platte 12 des Grundrahmens 11 und der Transferplatt
form 20 eine Bewegungssteuerungseinrichtung 24 ange
ordnet. Die Bewegungssteuerungseinrichtung umfaßt das
Kolbengetriebe 25, das mit dem Paar von Führungsschie
nen 17 ausgerichtet und auf der oberen Fläche 18 der
Deckplatte 12 verankert ist. Wie bereits zuvor erwähnt
wurde, ist das fluidbetätigte Kolbengetriebe 25 mit
einem in zwei Richtungen antreibbaren Schubkolben 26
ausgerüstet, an dem eine Positionierungsstange 27 be
festigt ist. Die Positionierungsstange 27 ist in ver
tikaler Richtung freitragend angeordnet, so daß ihr
freies Ende zwischen den Arbeitsstützen 28 und 30 be
festigt ist, die am Boden der Transferplattform 20
befestigt sind. Die Stütze 28 besitzt einen fluidbetätig
ten Schubkolben 31 und die Stütze 30 in gleicher Weise
einen fluidbetätigten Schubkolben 32. Der Schubkol
ben 31 der Stütze 28 befindet sich in Anlage an einer
Seite der Positionierungsstange 27 und der Schubkol
ben 32 der Stütze 30 befindet sich in Anlage an der
anderen Seite der Positionierungsstange 27. Eine
Druckfeder 33 ist koaxial zur Schubstange 32 angeord
net, so daß die Enden der Feder in Anlage an das Ge
häuse der Stütze 30 und in Anlage an der Positionie
rungsstange 27 stehen, um jederzeit zwischen diesen
beiden Teilen eine Vorspannung zu erzeugen. Ein fi
xierter Anschlag 34 ist an der Deckplatte 12 in Aus
richtung mit dem Kolbengetriebe 25 befestigt. Das Ende
des Festanschlags 34 liegt an einer Seite der Posi
tionierungsstange 27 an, wenn die Vorrichtung in ihrer
Stellung nach Einstellung der Bezugsstellung verrie
gelt ist. Die verschiedenen Bauteile der Bewegungs
steuerungseinrichtung 24 sind bereits oben angegeben
worden. Im folgenden wird der Betrieb und die Funk
tion der Bewegungssteuerungseinrichtung 24 erläutert.
Mit der Transferplattform 20 ist in der folgenden Weise
ein Stützrahmen 35 gekuppelt. Der Stützrahmen 35 besitzt
eine gelochte Bodenplatte 36 vergleichbarer Gestalt mit
der Transferplattform 20. Zwei Sätze von Lagerklötzen
37 sind an der Bodenfläche der Bodenplatte 36 be
festigt. Die Lagerklötze 37 befinden sich in Ausrich
tung mit den Führungsschienen 23 und wirken mit die
sen zusammen, welche auf der Transferplattform 20
montiert sind.
Die Bodenplatte 36 enthält eine Öffnung 38, wie aus den
Fig. 1 und 4 hervorgeht, die einen Durchgriff einer Po
sitionierungsplatte 40 ermöglicht. Die Positionierungs
platte 40 ist fest mit der oberen Fläche der Transfer
plattform 20 verankert. Keile 41 tragen zur Stabilisie
rung der Positionierungsplatte 40 bei. Die Öffnung 38
ist von solch einer Größe, daß ein bestimmter Grad an
Bewegung der Bodenplatte 36 ohne störenden Eingriff mit
der Positionierungsplatte 40 ermöglicht ist. Ein Paar
von Arbeitsstützen 42 und 43 sind an der oberen Fläche
der Bodenplatte 36 mittels Bügeln 42 a und 43 a in gegen
überliegender Weise befestigt. Das freistehende Ende
der Positionierungsplatte 40 ist zwischen fluidbetätigten
Schubkolben 44 und 45 der Stützglieder 42 und 43 ge
lagert.
Der Stützrahmen 35 hat einen begrenzten Grad an Bewegung
aufgrund der Wechselwirkung zwischen der Positionierungs
platte 40 und der zusammenwirkenden und gegenüberliegen
den Arbeitsstützen 42 und 43. Die tatsächliche Bewegung
des Stützrahmens 35 wird im Detail nachfolgend noch
näher erläutert. Die Bodenplatte 36 des Stützrahmens 35
besitzt zwei mit Abstand angeordnete vertikale Stützen 46
und 47. Die vertikalen Stützen 46 und 47 sind an der
oberen Fläche der Bodenplatte 36 befestigt. Die Stützen
46 und 47 sind parallel zueinander ausgerichtet und sor
gen für eine Stabilisierung einer gelochten, vertikal
angeordneten Stützplatte 48. Der untere Rand der Stütz
platte 48 liegt an der oberen Fläche der Bodenplatte 36
an und ist mit dieser verschweißt oder in sonst einer ge
eigneten Weise verbunden bzw. daran befestigt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist an der vertikal angeord
neten Stützplatte 48 ein Paar von Führungsschienen 50
angeordnet. Die Führungsschienen 50 und 51 sind an der
Stützplatte mittels nicht dargestellter Bolzen befestigt.
Gemäß der Fig. 2 und 4 ist ein vertikaler Schlitten 52
an und in entsprechender Ausrichtung mit der Stützplatte
48 angeordnet. Der vertikale Schlitten 52 umfaßt eine
Lagerplatte 53, die zwei Paare von Lagerklötzen 54 auf
nimmt. Die Lagerklötze 54 sind so positioniert, daß sie
mit jeder der Führungsschienen 50 und 51 zusammenwirken.
Die Lagerklötze 54 sind fest an der Lagerplatte 53 in
einer Weise befestigt, daß der vertikale Schlitten 52
sich gegenüber dem Stützrahmen 35 in einer unbehinderten
Weise längs der Führungsschienen 50 und 51 auf- und ab
bewegen kann.
Der Vertikalschlitten 52 und die verschiedenen Bauteile,
die daran befestigt sind, stellen eine beträchtliche
Massenansammlung dar, so daß es erforderlich ist, eine
Einrichtung vorzusehen, um die Gewichtsauswirkungen
des Vertikalschlittens 52 aufzunehmen bzw. zu überwinden.
Hierzu ist eine obere Stützplatte 55 in Ausrichtung mit
der Lagerplatte 53 angeordnet und an dieser befestigt.
Ein Gegengewicht in Form einer Druckfeder 56 wird ver
wendet, um die Auswirkungen der Masse des vertikalen
Schlittens 52 zu überwinden. Selbstverständlich sind
auch andere Mittel möglich, um einen Ausgleich für den
vertikalen Schlitten 52 herbeizuführen. Ein Federge
häuse 57 ist nahe der vertikal angeordneten Stütz
platte 48 angeordnet und an der Bodenplatte 36 befestigt.
Eine mit einem Innengewinde versehene Mutter 58 ist am
freien Ende der Stützplatte 55 befestigt. Eine mit
einem Außengewinde versehene Stange 60 wirkt mit der
Mutter 58 zusammen und erstreckt sich vertikal auf
beiden Seiten der Mutter 58. Das bodenseitige Ende 61
der Schraubgewindestange 60 ist an einem nicht darge
stellten zylinderförmigen Lagerklotz befestigt, der
innerhalb des Federgehäuses 57 und auf der Spitze
der Druckfeder 56 angeordnet ist, so daß das Gesamt
gewicht des vertikalen Schlittens 52 auf der Druckfe
der 56 lagert, die als Gegengewicht dient. Die Ein
stellung der Druckfeder, so daß sie dem beabsichtigten
Zwecke dient, wird im folgenden erörtert.
Gemäß den Fig. 1 bis 4 ist im oberen Abschnitt der
Lagerplatte 53 eine Öffnung 62 vorgesehen. Eine Posi
tionierungsplatte 63 ist fest am oberen Abschnitt der
Stützplatte 48 angeordnet. Die Positionierungsplat
te 63 ist im wesentlichen senkrecht zur Stützplatte 48
und erstreckt sich in einer Richtung durch die Öff
nung 62 der Lagerplatte 53. Eine Arbeitsstütze 64 ist
an der Lagerplatte 53 mittels eines Bügels 64 a be
festigt, so daß eine bewegliche Schubstange 66 mit
dem freien Ende in Kontakt mit der oberen Fläche der
Positionierungsplatte 63 ausgerichtet ist. Eine zweite
Arbeitsstütze 65 ist mittels eines Bügels 65 a an der
Lagerplatte 53 befestigt. Die Stütze 65 befindet sich
in Ausrichtung mit der Stütze 64, so daß ihre Schub
stange 67 direkt der Schubstange 66 gegenüberliegt,
wobei sich lediglich die Positionierungsplatte 63
dazwischen befindet. Die Funktion der Stützen 64 und 65
wird im folgenden noch näher erläutert.
Die Lagerplatte 53 stützt drei Fühler, von denen jede
definierte Bezugspunkte im wesentlichen längs jeder
Hauptachse aufweist, wobei die Bezugspunkte inner
halb vorgeschriebener Grenzen entsprechend einer
Hauptachse eines dreidimensionalen Gegenstands vari
ieren. Beispielsweise besitzt eine Kraftfahrzeug
karosserie eine erste Achse, die von vorne nach hin
ten verläuft, eine zweite Achse, welche senkrecht zu
der von vorne nach hinten verlaufende Achse und damit
von einer Seite zur anderen oder von innen nach außen
verläuft. Eine dritte Achse ist eine vertikale Achse,
die senkrecht zu den beiden zuvor erwähnten Achsen
verläuft und sich in einer Richtung nach oben und
unten erstreckt.
Die Lagerplatte 53 weist gemäß Fig. 3 einen daran be
festigten Fühler 68 zur Ermittlung der Position einer
Fläche in der Richtung von Seite zu Seite. Der Fühler
umfaßt ein Lagerkissen 70, einen langgestreckten Schaft
71 und ein Kontaktkissen 72 für das Automobil bzw.
dessen Karosserie. Ein Fühler 73 zur Ermittlung der
Position einer Bezugsfläche in der Richtung von vorne
nach hinten ist oben in den Fig. 1 bis 4 ersichtlich.
Dieser in Richtung Vorderteil/Hinterteil des Kraft
fahrzeugs wirksame Fühler 73, der im folgenden als
Längsfühler bezeichnet wird, ist an einer horizontal
angeordneten Platte 74 befestigt, die ihrerseits an
einer Zwischenplatte 75 befestigt ist. Die Zwischen
platte 75 ist fest an der Lagerplatte 53 des vertika
len Schlittens 52 durch nicht dargestellte Bolzen
befestigt. Ein Keil 76 zur Stabilisierung der Platte 74
ist in Fig. 2 dargestellt. Ein Fühler zur Ermittlung
der Position einer Bezugsfläche in vertikaler Rich
tung ist im folgenden als Vertikalfühler 77 bezeichnet.
Der Vertikalfühler 77 ist an einer Platte 78 befestigt,
die ihrerseits am Oberteil der Zwischenplatte 75 be
festigt ist. Ein Keil 80 dient zur Stabilisierung
des Vertikalfühlers 77. Aus Fig. 3 ist ersichtlich,
daß der Vertikalfühler 77 eine sich verjüngende Flä
che 81 sowie eine ebene Fläche 82 aufweist. Die ver
jüngte Fläche 81 erlaubt, daß der Vertikalfühler 77
vertikal auf eine Fläche aufläuft, so daß die ebene
Fläche 82 auf einem Teil des Kraftfahrzeugkörpers
aufsitzt, welcher im wesentlichen horizontal verläuft.
Aus Fig. 1 und 2 ist ein Form- und Perforieraufbau 83
ersichtlich, der an der Vorrichtung 10 befestigt ist.
Dieser Aufbau ist näher in der parallelen US-Anmel
dung Serial 810 045 (Method and Apparatus for Body
Panel Attachment) beschrieben. Eine Stütznabe 84
ist mit der Lagerplatte 53 des vertikalen Schlittens
verbolzt. Die Stütznabe 84 enthält eine Innenbohrung,
die einen nicht dargestellten Hochleistungslager
aufbau hält. Die Stütznabe 84 ist an der Seite des
Aufbaus 83 befestigt. Ein Schwenkarm 85 ist an der
Stütznabe 84 angelenkt und enthält einen Gelenk
punkt zur Aufnahme eines Gelenkzapfens 86. Ein Schäkel
87 wirkt mit dem Gelenkzapfen 86 zur Drehung des
Schwenkarms 85 und des Aufbaus 83 zusammen. Der Schäkel
87 ist am Ende einer Kolbenstange 88 eines fluidbe
tätigten Stellglieds 90 befestigt. Das Stellglied 90
ist seinerseits an der Lagerplatte 53 mittels eines
Bügels 91 befestigt. Sobald das Stellglied 90
die Stange 88 bewegt, dreht der Schäkel 87 und das
aufgebrachte Moment den Schwenkarm 85 sowie den Form-
und Perforieraufbau 83, der am Schwenkarm 85 aufge
nommen und daran befestigt ist.
Im folgenden wird der Form- und Perforieraufbau 83
kurz beschrieben, so daß seine Funktion in Zusammen
hang mit der Vorrichtung 10 verständlich ist. Eine
detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Be
triebsweise dieses Form- und Perforieraufbaus findet
sich jedoch in der oben bezeichneten parallelen US-
Anmeldung, die hierin mit einbezogen ist.
Der Schwenkarm 85 ist an einer von zwei Seitenplat
ten 92 befestigt, so daß der gesamte Form- und Per
forierungsaufbau 83 um die Stütznabe 84 unter dem
Einfluß des fluidbetätigbaren Stellglieds 90 schwenk
bar ist. Die Seitenplatten 92 sind parallel und mit
Abstand zueinander angeordnet. Ein Paar von fixen
Klötzen 93 sind über eine Lagerplatte starr an den
Seitenplatten 92 befestigt. Obgleich die tatsächliche
Befestigung der fixen Klötze 93 nicht dargestellt ist,
sind die Arbeitsflächen dieser Klötze 93 in Fig. 1 dar
gestellt. Ein schwimmendes Querglied oder Arm 94 ist
gegenüber den Seitenplatten 92 gleitend verschiebbar
gelagert. Das schwimmende Querglied 94 enthält verti
kal ausgerichtete Nuten 95 in seinen Enden. Das Ende
eines Kurbelzapfens 96 ist so angeordnet, daß das
obere Ende in die Nut 95 des Querglieds 94 greift.
Der Kurbelzapfen 96 schwenkt um einen fixen Be
festigungspunkt 97, der an der Seitenplatte 92 ver
ankert ist. Obgleich lediglich ein Kurbelzapfen 96
aus Fig. 1 ersichtlich ist, sind zwei in Verwendung,
so daß das Querglied 94 gleichmäßig belastet ist.
Das untere Ende eines jeden Kurbelzapfens 96 ist an
einer Querstange 98 befestigt, die die Kurbelzapfen
miteinander derart verbindet, so daß sie unisono
arbeiten. Ein Paar von Stangen 100 sind an der Quer
stange 98 befestigt. Die Stangen 100 sind mit Abstand
zueinander angeordnet und an beiden Enden der Quer
stange 98 befestigt. Die Stangen 100 sind verschiebbar
in mit Öffnungen versehenen Bügeln 101 aufgenommen,
welche ihrerseits an den Seitenplatten 92 befestigt
sind. Die Enden der Stangen 100, die am weitesten von
den Kurbelzapfen 96 entfernt sind, sind an einer An
schlagstange 102 befestigt. Die Querstange 98, die
Stangen 100 und die Anschlagstange 102 bilden eine
jochartige bewegliche Einheit, die über die Kurbel
zapfen 96 bewegbar ist. Obgleich in den Zeichnungen
nicht dargestellt, ruht die Anschlagstange 102 gegen
die beweglichen Schäfte eines Paars von Stützein
richtungen. Der Form- und Perforierungsaufbau ent
hält einen beweglichen Block 103 für die Zusammen
wirkung mit den feststehenden Klötzen 93. Obgleich
zwei derartiger fixer Blöcke 103 dargestellt sind,
kann der Form- und Perforierungsaufbau 83 gleicher
maßen mit einem einzigen Blocksystem oder mehr als
zwei Blöcken arbeiten. Die beweglichen Blöcke 103
sind an einer gemeinsamen Gleitschiene 104 fixiert,
die zum Teil durch die Seitenplatten 92 gestütz ist.
Das Ende der Gleitschiene 104, welches von den beweg
lichen Blöcken 103 entfernt ist, ist an einer beweg
lichen Stange eines fluidbetätigten Stellglieds 105
befestigt. Der feststehende Klotz 93 ist mit einer
zentral angeordneten Öffnung 106 ausgebildet, die
zur Zusammenwirkung mit mindestens einem Lochwerk
zeug 109 dient, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Das Loch
werkzeug ist aufgrund der Bewegung der Betätigungs
stange eines fluidbetätigten Stellglieds 107 hin
und herbewegbar.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils
der gesamten Vorrichtung 10 in Zusammenwirkung mit
einem Automobilteil 108. Das Teil 108, welches in
strichpunktierter Linie dargestellt ist, stellt die
Vordertür auf der rechten Seite des Kraftfahrzeugs
dar, wobei die Front des Teiles 108 in Fig. 5 rechts
dargestellt ist. Der Vertikalfühler 77 ist so darge
stellt, wie er auf dem Oberteil eines Abschnitts
des Rahmens 110 aufruht, welcher nahe der Haube
(Kotflügel) ist. Wenn der Vertikalfühler sich in
seiner Endstellung befindet, hat der Fühler 73, der
strichliert dargestellt ist, seine Flächenstellung
111 innerhalb des Automobilrahmens nahe des Kotflügels
gefunden bzw. eingenommen. Die dritte Achse, d.h. die
Achse von Seite zu Seite wird mittels des Fühlers 68
bestimmt, welche an einem Teil 112 der Vordersäule
des Kraftfahrzeugrahmens anliegt, welcher dem Tür
paneel benachbart ist. Der Form- und Perforieraufbau
83 ist in seiner Endlage dargestellt, wo er eine
Bezugsposition einnimmt, von der die Bearbeitung
des unteren Rands eines Paneels 113 des Kraftfahr
zeugs durchgeführt wird.
Fig. 6 zeigt eine Ansicht längs der Linien 6-6 von
Fig. 5 und zwar in vergrößerter Darstellung die Wechsel
wirkung zwischen dem Vertikalfühler 77 und dem Längs
fühler 73. Der Vertikalfühler 77 kann mittels nicht
dargestellter Abstands- bzw. Beilegescheiben endgül
tig eingestellt werden bis seine untere Fläche in
Eingriff mit dem Umfang bzw. der Kontur des Paneels
oder Rahmens 110 gelangt. Der Längsfühler 73, welcher
den Aufbau einer Stange mit einem verjüngten Ende mit
einem flachen Rand besitzt, ist in Eingriffstellung
mit dem flachen Rand einer Öffnung 113 a dargestellt,
die im Automobilteil an der Flächenposition 111
placiert wurde. Die Öffnung 113 a ist langgestreckt
ausgebildet, so daß sich der Fühler 73 in einer verti
kalen Richtung bewegen kann, jedoch seine Längsrich
tung wegen der ebenen Fläche und somit begrenzten Breite
der Öffnung 113 a eng gehalten ist. Wie vorher bereits
hingewiesen wurde, besitzt der Vertikalfühler 77 eine
Schrägfläche 81 an seinem Ende, welche das Anheben
des Fühlers 77 ermöglicht, wenn dieser in seine End
stellung auf der oberen Fläche des Rahmens 110 fährt.
Fig. 7 zeigt eine Ansicht des Teils des Automobils
gemäß Fig. 5 entlang der Linien 7-7 und zwar die Schnitt
ansicht eines Teiles des Autombilteils 108, nachdem ein
Abschnitt dieses Teils 108 durch den Form- und Per
forierungsaufbau 83 bearbeitet wurde. Ein Vorsprung
oder eine Sicke 114 ist in den Rahmen nach außen hin
eingearbeitet worden und ein entsprechender einsprin
gender Abschnitt 115 ist im inneren Blech ausgebil
det worden. Die Ausprägung des Teiles 108 wurde durch
den fixen Block oder Amboß 93 in Zusammenwirkung mit
dem beweglichen Block oder Amboß 103 des Form- und
Perforieraufbaus 83 bewerkstelligt. Zusätzlich zum
Präge- bzw. Formungsvorgang durch den Aufbau 83 wird
in die Mitte des Vorsprungs 114 durch den Perforier
mechanismus des Aufbaus 83 eine Öffnung 116 einge
arbeitet, die zur Befestigung des äußeren Kotflügel
bleches dient.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils
einer Automobilfertigungsstraße mit einem Teil eines
Kraftfahrzeugs zur Darstellung der Wechselwirkung mit
der oben beschriebenen Vorrichtung. Im einzelnen wird
gemäß Fig. 8 ein Teil 108 eines Kraftfahrzeugs längs
einer Fertigungsstraße durch nicht dargestellte Trag
mittel transportiert. Eine oben beschriebene Vor
richtung ist auf jeder Seite des Kraftfahrzeugteils
108 derart angeordnet, daß jede Vorrichtung 10 sich
in und außer Eingriff mit dem Teil bzw. Körper 108
des Automobils bewegen kann. Ein Portal 117 überspannt
den gesamten Körper des Kraftfahrzeugs sowie die Vor
richtung 10. Das Portal 117 umfaßt zwei Säulen 118
und 120, die an derselben Station der Fertigungs
straße angeordnet sind. Ein Brückenglied 121 über
brückt den Abstand zwischen den Säulen 118 und 120.
Das Brückenglied 121 ist so ausgebildet, daß es längs
der Führungsschienen 122 und 123 in an sich bekannter
Weise auf- und abwärts bewegbar ist. Ein rechteck
förmiger Stützrahmen 124 ist mit Abstand über Säulen 125
am Brückenglied 121 befestigt. Ein Werkzeugrahmen 126
ist schwenkbar am Stützrahmen 124 befestigt. Da es
sich hierbei um bekannte Maßnahmen handelt, brauchen
Einzelheiten nicht erörtert zu werden. Der Werkzeug
rahmen 126 besitzt den Freiheitsgrad einer Drehung
um eine vertikale Achse, einer Bewegung längs der sich
vom Vorderteil zum Hinterteil des Fahrzeugs erstrecken
den Achse sowie einer Verschiebebewegung von einer
Seite zur anderen Seite (Seitenachse) und einer Dre
hung um die sich vom Vorderteil zum Hinterteil er
streckenden Achse. Der Stützrahmen 124 ist allerdings
auf eine Drehung um die sich von der Seite zur Seite
erstreckende Achse eingeschränkt. Eine Positionierungs
stange 127 ist an der Rückseite des Werkzeugrahmens 126
befestigt. Die Positionierungsstange 127 ist an ihren
beiden Enden frei gelagert, so daß sie sich über das
Teil 108 des Automobils heraus erstreckt. Positionie
rungssäulen 128 und 130 sind an den jeweiligen Enden
der Positionierungsstange 127 befestigt. Die Posi
tionierungssäulen 128 und 130 sind vertikal ausgerich
tet und laufen parallel zueinander. Am bodenseitigen
Ende einer jeden Positionierungssäule oder -ständer 128
und 130 ist eine Kugelzapfenanordnung 131 und 132 vor
gesehen. An jeder Positioniervorrichtung 10 ist ein ein
springender Aufnahmeabschnitt vorgesehen, so daß die
fühlerartigen Kugelzapfen bzw. Kugelgelenkanordnungen
131 und 132 darin eingreifen können. Der Aufnahme
abschnitt, der an den entsprechenden Vorrichtungen
10 befestigt ist, darf nicht identische Positionen
im Raum bezüglich Höhe, Abstand zur Mittellinie des
Förderers der Fertigungsstraße und der sich vom Vor
derteil zum Hinterteil erstreckenden Richtung (Achse)
einnehmen, sobald sie sich in Position befinden, wie
es durch den Teil 108 des Kraftfahrzeugs vorgegeben
ist. Ersichtlich kann somit der Werkzeugrahmen 126 so
positioniert werden, daß die Bearbeitung am Teil 108
erfolgt, selbst dann, wenn die Kugelzapfenanordnungen
131 und 132 nicht entsprechende gleiche Positionen
auf jeder Seite der Fertigungsstraße einnehmen. Am
Werkzeugrahmen 126 ist eine Anzahl von Werkzeugen 129,
wie etwa Form- und Lochwerkzeuge oder Bohrer angeord
net, was jeweils vom Anwendungsfall abhängig ist.
Die Werkzeuge brauchen hierbei nicht beschrieben zu
werden.
Bei Fertigungsstraßen zur Herstellung von Kraftfahr
zeugen bewegen sich die Komponenten, wie etwa die
Teile des Automobils, der Reihe nach, wie die Bear
beitung an den verschiedenen Bearbeitungsstationen
für jedes Teil des Automobils erfolgt. Die ideale
Fertigungsstraße würde sich längs einer linearen Bahn
erstrecken und die exakt symmetrischen Automobilteile
würden längs der Fertigungsstraße sich bewegen, wäh
rend die entfernt von der linearen Bahn der Fertigungs
straße angeordneten Werkzeuge die exakte Bearbeitung
an jedem Automobilteil auf der Fertigungsstraße vor
nehmen würden.
In der Praxis sind jedoch nicht alle Automobilteile
identisch, vielmehr sind in vielen Fällen einzelne
Automobilteile vorhanden, die in ihrem Aufbau auf bei
den Seiten nicht symmetrisch sind. In diesem Fall kann
das Automobilteil nicht auf dem Träger der Fertigungs
straße montiert werden, so daß die sich vom Vorderteil
zum Hinterteil erstreckende Achse des Automobilteils
nicht mit der linearen Mittellinie der Fertigungs
straße zusammenfällt.
Mit dem beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung ist
ein Weg gefunden, um unvermeidbare Veränderungen zu
kompensieren, die an einer Fertigungsstraße auftreten, um
Befestigungspunkte oder Befestigungsstellen für Außen
bleche oder Außenpaneele zu schaffen, welche eine prä
zise Passung zwischen benachbarten Paneelen ergeben. Bei
spielsweise ist es wesentlich, daß die Außenränder von
Kraftfahrzeugteilen und Paneelen sehr eng zusammenpassen,
das heißt, die Haube sollte mit jedem der vorderen Kot
flügel korrespondieren bzw. entsprechend angepaßt sein,
so daß ein glatter Außenkörper mit nur engen Spalten
zwischen den Paneelen oder Blechen vorhanden ist.
Während des Betriebs der Fertigungsstraße wird ein
Automobilteil, wie es in Fig. 3 teilweise dargestellt
ist, in Gegenüberstellung zur Vorrichtung 10 bewegt.
Obgleich üblicherweise die Bearbeitung auf beiden
Seiten des Teils des Kraftfahrzeugs an derselben Arbeits
station durchgeführt wird, ist die folgende Beschrei
bung lediglich auf eine Seite des Kraftfahrzeugteils,
nämlich die rechte Seite, bzw. Beifahrerseite, ausge
richtet.
Gemäß Fig. 1 ist eine Steuerkonsole 133 in der Nähe
auf Ständern 134 angeordnet. Wie bei den heutigen Ma
schinen üblich, wird die Bewegung der verschiedenen
Bauteile der Maschine sequentiell durch allgemein
bekannte elektronische Einrichtungen gesteuert, so daß
die elektrischen und hydraulischen Steuerschaltungen
bzw. Steuerkreise im folgenden nicht beschrieben wer
den müssen. Die Steuerkonsole 133 hat einen Anschal
ter 135 und einen Ausschalter 136 sowie einen Notschal
ter 137. Verschiedene Mikroschalter und andere Sensoren
werden in der üblichen Weise verwendet. Die hierin er
wähnten Stellglieder oder Betätigungseinrichtungen sind
fluidbetätigt, d.h. hydraulisch oder auch pneumatisch
angetrieben, wobei allerdings die Fluidleitungen nicht
in den Zeichnungen dargestellt sind.
Sobald ein Automobilkörper oder Automobilteil 108 als
nächstes an der Vorrichtung 10 positioniert ist, wird
der Schalter 135 betätigt und Fluid dem Kolbengetrie
be 25 zugeführt, so daß die Schubstange 26 in eine aus
gefahrene Stellung bewegt wird und zwar zuerst in
einem schnellen Vorwärtslauf und dann in einem Lang
samlauf. Die Positionierungsstange 27 liegt an der
Druckfeder 33 an, welche ihrerseits ihre Kraft auf
das Gehäuse der Stütze 30 überträgt. Die gesamte Trans
ferplattform 20 und alles, was darauf gestützt ist,
wird dann schnell in Richtung auf das Teil 108 bewegt,
bis eine Verzögerungsstufe eintritt, wobei die
Schrägfläche 81 des Vertikalfühlers 77 in Kontakt mit
der Bezugsfläche des Rahmens 110 des Kraftfahrzeugs
gelangt. Der gesamte vertikale Schlitten 52 wird ange
hoben, wenn die Schrägfläche des vertikalen Fühlers
in horizontaler Richtung vorrückt, um auf die Fläche
des Rahmens 110 unter dem Einfluß des Kolbengetriebes
25 hochzufahren. Wenn der vertikale Schlitten 52
hochgefahren ist, so daß die horizontale Fläche 82
des Vertikalfühlers auf die Bezugsfläche des Rah
mens 110 gelangt zur Einstellung einer Auf-Ab-Stellung,
wird der vordere Punkt des Fühlers 73 in Position in
nerhalb der Öffnung 113 a der Position 111 gegen die
flache bzw. ebene Bezugsfläche geführt, um eine Bezugs
stellung in Längsrichtung einzustellen. Der Längs
fühler 73 kann seine Stellung in Richtung auf das Vor
derteil bzw. auf das Hinterteil korrigieren, da der
gesamte Stützrahmen auf den Führungsschienen 23 sich
bewegen kann. Der Stützrahmen ist nicht durch ein
angetriebenes Stellglied betätigt, vielmehr wird seine
Bewegung von vorne nach hinten lediglich durch die
horizontale Vorspannkraft gesteuert, die auf den
Längsfühler 73 ausgeübt wird, sobald dieser in die
Öffnung 113 a eintritt. Die Öffnung 113 a besitzt
eine langgestreckte Ausbildung, so daß die vertikale
Bewegung des vertikalen Schlittens 52 nicht behindert
wird. Wenn der Längsfühler 73 und der Vertikalfühler 77
sich in ihre Endstellung bewegen, schlägt das Kontakt
kissen 72 des Seiten/Seiten-Fühlers 68 am Rahmen 112
zur Einstellung einer dritten Bezugsstellung an, wo
durch die Bezugsstellung durch Zusammenwirkung des
vertikalen Fühlers, des Längsfühlers und des seitli
chen Fühlers vervollständigt ist. Ein weiteres Aus
fahren der Schubstange 26 des Kolbengetriebes 25
bedingt, daß die Kraft der Druckfeder 33 unmittelbar
auf den Rahmen 112 übertragen wird. Um eine übermäßige
Lastaufbringung auf den Rahmen 112 zu verhindern, wirkt
der Festanschlag 34 jeglicher durch das Kolbengetrie
be 25 ausgeübter übermäßiger Kraft entgegen. Dann
wird ferner die Positionierungsstange in einer noch
später beschriebenen Weise in starrer Weise gehalten.
Der vertikale Schlitten 52 besitzt eine wesentliche
Masse, die über die Druckfeder 56 ausbalanciert wird.
Allerdings wird nicht die gesamte Masse des vertika
len Schlittens gegen die Druckfeder 56 gesetzt, viel
mehr ist der Ausgleich so vorgenommen, daß ein Mini
mum an Gewicht verbleibt, das in Vertikalrichtung
durch den vertikalen Fühler 77 angehoben werden muß,
wenn dieser in seine Endstellung auf dem Rahmen 110
ansteigt, um einen kontinuierlichen Kontakt des Ver
tikalfühlers mit der Bezugsfläche sicherzustellen.
Während der oben beschriebenen Positionierung der
drei Fühler sind die Stützen 28 und 30, 42 und 43
sowie 64 und 65 frei, der Bewegung der entsprechen
den Positionierungsstange oder Positionierungsplatte
zu folgen. Sämtliche der zuvor erwähnten Stützen sind
an eine gemeinsame Quelle für unter Druck stehendes
Fluid angeschlossen. Wenn Druck auf die Stützen 28
und 30 gegeben wird, sind die entsprechenden Schub
stangen 31 und 32 an einer axialen Bewegung gehin
dert und stoßen gegen die Positionierungsstange 27,
welche bereits aufgrund des Festanschlags 34 unbe
weglich gehalten ist. Somit ist die Transferplatt
form 20 unbeweglich gegegenüber der Deckplatte 12
des Grundrahmens 11.
Die gleichzeitige Druckbeaufschlagung der Leitungen
zu den Arbeitsstützen 42 und 43 bedingt, daß die
Schubstangen 44 und 45 eine Klemmwirkung gegen die
Positionierungsplatte 40 aufbringen, welche ihrer
seits an der Transferplattform 20 verankert ist,
wodurch der Stützrahmen 35 unbeweglich gemacht worden
ist. Die Klemmwirkung über die Stützen 42 und 43 hält
den Stützrahmen 35 unbeweglich gegenüber der Transfer
plattform 20. Wenn auf die Arbeitsstützen 64 und 65
Druck aufgegeben wird, üben deren Schubstangen 66 und
67 eine gleiche Spannkraft auf beide Seiten einer
Klemmplatte 63 aus. Da die Klemmplatte 63 am Stütz
rahmen 35 befestigt ist, ist der vertikale Schlitten
52 gegenüber dem Stützrahmen 35 unbeweglich gehalten.
Es ergibt sich somit, daß eine Bezugsstellung im Raum,
wie sie durch die Fühlerstellungen am gegenüberliegend
angeordneten Rahmenteil bzw. Teil des Kraftfahrzeuges
diktiert ist, durch die Vorrichtung 10 eingestellt ist.
Die Integrität dieser räumlichen Bezugsstellung ist
mit einer solchen Größe eingehalten, daß Bearbeitungs
kräfte auf das Teil 108 keine Bewegung oder Veränderung
der räumlich fest eingestellten Bezugsstellung verur
sachen.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 10, je
doch auch des Form- und Lochaufbaus 83. Zu Beginn des
Arbeitszykluses der Vorrichtung 10 befindet sich die
Vorrichtung an einer von der Seite des Teils 108 des
Kraftfahrzeuges entfernten Stellung. Die Lagerplatte
53 des vertikalen Schlittens nimmt eine durch die ge
brochene Linie 140 dargestellte anfängliche Start
position ein. In gleicher Weise hat der Form- und
Perforierungsaufbau 83 eine anfängliche Startstellung,
wie sie durch die gebrochene Linie 141 gezeigt ist.
Zusätzlich zur Anordnung in seiner weitesten zurück
gefahrenen Stellung ist die Form- und Perforieran
ordnung 83 in Gegenuhrzeigerrichtung unter dem Ein
fluß des fluidbetätigten Stellglieds 90, welches am
Schwenkrahmen befestigt ist, gedreht. Der Form- und
Perforieraufbau 83 hält seine in Gegenuhrzeiger
richtung gekippte Stellung bis die Vorrichtung 10
ihre Bezugsstellung in ihren drei Achsen gegenüber
dem Teil 108 des Automobils eingestellt hat. Nach
dem die Anzahl von Arbeitsstützen über eine gemein
same Fluidquelle unter Druck gesetzt wurden und
damit die Vorrichtung 10 unbeweglich gemacht wurde,
wird die Betätigungsstange 88 des Stellglieds 90
zurückgefahren, wodurch der Form- und Perforier
aufbau 83 entsprechend Fig. 3 in Uhrzeigerrichtung
dreht. Die Drehung des Aufbaus 83 in Uhrzeiger
richtung in eine in etwa horizontale Stellung er
möglicht, daß der bewegliche Block 103 den unteren
Flansch 142 des Teils 108 freigibt. Nachdem der
bewegliche Block 103 sich in Position innerhalb
des unteren Flansches 142 bewegt hat, schwimmt
das sich gerade außerhalb des unteren Flansches
142 befindliche Querglied 94 in seine Position, so
daß es leicht gegen die Außenfläche des unteren
Flansches 142 ruht. Im Anschluß an die Berührung
der Außenfläche des unteren Flansches 142 durch das
Querglied 94, wird das Querglied in seiner Position
durch ein Paar von nicht dargestellten gegenüber
liegenden Arbeitsstützen unbeweglich gehalten, die
entsprechend auf die Anschlagstange 102 einwirken.
Wenn das Querglied 94 nun die Position des unteren
Flansches 142 zum Form- und Perforieraufbau 83 fest
legt, wird die fluidbetätigte Betätigungseinrichtung
105 betätigt, wodurch der bewegliche Block oder Amboß
103 aus seiner voll ausgefahrenen Stellung, die durch
die strichlierte Linie 143 gekennzeichnet ist, in eine
geschlossene Stellung gefahren. Das Schließen des be
weglichen Ambosses 103 gegen den feststehenden Amboß
oder Block 93 (Fig. 1) hat die gewünschte Verformung
eines bestimmten Abschnitts des unteren Flansches 142
zur Folge. Nachdem die Klötze oder Ambosse 93 und 103
die verformte Fläche des unteren Flansches 142 unbeweg
lich halten, wird das Lochwerkzeug 109 mittels des
Stellglieds 107 betätigt. Das Lochwerkzeug 109 locht
die verformte Fläche des unteren Flansches 142. Das
Lochwerkzeug 109 wird zurückgefahren und der beweg
liche Amboß 103 wird in seine äußerste Stellung aufge
fahren und der Fluiddruck auf die gegenüberliegenden
Arbeitsstützen, die mit der Anschlagstange 102 zusam
menwirken, wird aufgehoben und der gesamte Form- und
Perforierungsaufbau 93 wird in Gegenuhrzeigerrichtung
entsprechend Fig. 3 unter dem Einfluß des Stellglie
des 90 zurückgefahren.
Das Kurbelgetriebe 25 wird derart reversiert, daß die
Schubstange 26 kontaktiert wird, wodurch die Transfer
plattform 20 sich in einer Richtung weg vom Teil 108 des
Kraftfahrzeuges bewegt. Nachdem der Längsfühler
73 und der Vertikalfühler 77 ihre entsprechenden Bezugs
flächen auf dem Teil 108 freigegeben haben, wird der
Fluiddruck auf sämtliche der Arbeitsstützen aufge
hoben. Der Stützrahmen 35 wird wieder freischwimmend
und der vertikale Schlitten 52 fällt in seine unterste
Stellung unter Schwerkrafteinfluß. Die in der Druck
feder 33 gespeicherte Kraft wird mit Entspannung des
Fluiddrucks auf die Arbeitsstützen 28 und 30 freige
geben. Die Vorrichtung 10 kehrt in ihre Ausgangslage
zurück, wie durch die gebrochene Linie 140 wiederge
geben ist, und die Vorrichtung ist bereit mit Beginn
des nächsten Zykluses nachdem das nächste Teil über
die Fertigungsstraße in die Arbeitsstellung herange
führt worden ist.
Das in Fig. 8 beschriebene Portal 117 bedingt eine
weitere Anpassung. Aufgabe der Vorrichtung ist es,
bestimmte Bezugsflächen an einzelnen Teilen einer
Kraftfahrzeugkarosserie od. dgl. zu verwenden und eine
Bezugsstellung einzustellen, von der aus die Be
arbeitung des Teils vorgenommen werden kann. Die
Bezugsflächen können von Teil zu Teil und sogar
von Seite zu Seite des Teils des Kraftfahrzeuges
variieren. Das Portal 117 erlaubt die Verwendung
asymmetrischer Bezugsstellungen bei der Lokali
sierung von Befestigungsstellen für Außenpaneele
an Kraftfahrzeugen, wie etwa Kotflügel, Hauben,
Kofferraumdeckel, vorderen und hinteren Stoß
fängern u. dgl. Das Portal 117 verwendet eine Vor
richtung 10 auf der rechten Seite des Teils 108
ebenso wie auf der linken Seite. Jedes der Vor
richtungen gebraucht Informationen, die unmittel
bar vom Teil 108 des Automobils selbst herrühren.
Es ist kein Bezug zur theoretischen Mittel- oder
Steuerlinie vorhanden, wie sie durch die Achse der
Fertigungsstraße gebildet ist. Somit ist es möglich,
daß der Vertikalfühler 77 auf einer Seite des Kraft
fahrzeugteils höher sein kann als der entsprechende
Vertikalfühler 77 auf der anderen Seite des Kraft
fahrzeugteiles. In gleicher Weise kann der Längs
fühler 73 auf einer Seite an einer Station weiter
vorgerückt sein, als der entsprechende Längsfühler
73 an der anderen Seite des Kraftfahrzeugteiles.
Die Wirkung der Vorrichtung 10 ist derart, daß
eine räumliche Bezugsposition auf jeder Seite des
Kraftfahrzeugteiles errichtet bzw. eingestellt wird.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Vorrichtung sind
die beiden durch das Kraftfahrzeugteil selbst
diktierten räumlichen Punkte durch die Vorrichtung
10 ausgewählt und gehalten. Das Brückenglied 121
wird längs der beiden Führungsschienen 122 und 123
abgesenkt, die vertikal angeordnet und an Säulen
118 und 120 befestigt sind. Der Werkzeug- und
Stützrahmen 124 und 126 werden zusammen mit dem
Brückenglied 121 abgesenkt. Der Werkzeugrahmen 126
nimmt eine Arbeitsstellung ein, die für das darunter
befindliche Kraftfahrzeugteil einmalig und spezifisch
ist. Die Arbeitsstellung des Werkzeugrahmens 126 wird
durch die Positionierungsstange 127 und ihre Positionie
rungsständer oder -säulen 128 und 130 gesteuert. Die
unteren Enden der Positionierungssäulen 128 und 130
werden in der eingestellten Bezugslage verkeilt, die
durch die Vorrichtungen gehalten ist, die auf beiden Sei
ten des Automobilteils 108 angeordnet sind. Somit führt
die spezielle Arbeitsstellung zu Befestigungspunkten, die
mit dem benachbarten Blech des Automobilteils 108 kompatibel
sind. In ähnlicher Weise können Befestigungsöffnungen
für andere Automobilteile positioniert werden.
Das Verfahren bewirkt somit die Adressierung eines
Atomobilteils oder eines anderen teilweise zusammen
gebauten Aufbaus, an den zusätzliche Teile oder be
reits zusammengesetzte Teile koordiniert werden sol
len. Ein einzelner räumlicher Punkt oder räumliche
Bezugslage wird bestimmt und eingehalten, während
die Bearbeitung am Gegenstand ausgeführt wird, von
dem die Bezugslage strikt in Relation zur Bezugs
lage eingestellt ist. Zusätzlich kann eine Anzahl
von Bezugslagen bestimmt bzw. festgelegt werden und
die Bearbeitung an einem Gegenstand in strikter Über
einstimmung mit diesen Bezugslagen erfolgen. Ob
gleich das Verfahren und die Vorrichtung im Zusammen
hang mit zwei festen räumlichen Bezugslagen
beschrieben wurde, die auf diese Weise eine
Bezugsebene bilden, ist die Vorrichtung für die Ein
stellung und Einhaltung beliebiger Anzahlen von räum
lichen Bezugslagen verwendbar, um eine Bezugsebene
zu erzeugen, von der aus die Bearbeitung vorgenommen
werden kann.